หน่วยที่2 ช่องทางการสื่อสารเเละส่วนประกอบของเครือข่าย

1. สื่อกลางส่งข้อมูลเเบบใช้สาย

สามารถเเบ่งได้ดังนี้

1) สายคู่บิดเกลียว (Twisted – Pair Cable)สายคู่บิดเกลียวประกอบด้วยสายทองแดง ที่หุ้มด้วยฉนวนพลาสติก หลังจากนั้นก็นำสายทั้งสองมาถักกันเป็นเกลียวคู่ เช่น สายคู่บิดเกลียวที่ใช้กับเครือข่ายท้องถิ่น (CAT5) การนำสายมาถักเป็นเกลียวเพื่อช่วยลดการแทรกแซงจากสัญญาณรบกวนสายคู่บิดเกลียวมีอยู่ 2 รูปแบบ คือ สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีชีลด์ และแบบมีชิลด์สายคู่บิดเกลียวแบบไม่มีชีลด์ (Unshielded Twisted –Pair Cable :UTPนิยมใช้งานมากในปัจจุบันมีลักษณะคล้ายกับสายโทรศัพท์บ้านไม่มีการหุ้มฉนวนมีแต่การบิดเกลียวอย่างเดียว สายคู่บิดเกลียวแบบมีชิลด์ (Shielded Twisted –Pair Cable :STP)สำหรับสายSTP คล้ายกับสาย UTP แต่สาย STP จะมีชิลด์ห่อหุ้มอีกชั้นหนึ่ง ทำให้ป้องกันสัญญาณรบกวนได้ดีกว่าสาย UTP
-สายคู่บิดเกลียวชนิดหุ้มฉนวน (Shielded Twisted Pair : STP) 

เป็นสายคู่บิดเกลียวที่หุ้มด้วยลวดถักชั้นนอกที่หนาอีกชั้น เพื่อป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า(นิยมนำมาใช้เป็นสายโทรศัพท์)

-สายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวน (Unshielded Twisted Pair : UTP)  เป็นสายคู่บิดเกลียวมีฉนวนชั้นนอกที่บางอีกชั้น ทำให้สะดวกในการโค้งงอ แต่สามารถป้องกันการรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้น้อยกว่าชนิดแรก แต่ก็มีราคาต่ำกว่า จึงนิยมใช้ในการเชื่อมต่ออุปกรณ์ในเครือข่าย ตัวอย่างของสายคู่บิดเกลียวชนิดไม่หุ้มฉนวนที่เห็นในชีวิตประจำวัน คือ สายโทรศัพท์ที่ใช้อยู่ในบ้าน

ข้อดีและข้อเสียของสายคู่บิดเกลียว
ข้อดี
1.ราคาถูก
2.มีความยืดหยุ่นในการใช้งาน
3.ติดตั้งง่าย และมีน้ำหนักเบา
ข้อเสีย
1.ถูกรบกวนจากสัญญาณภายนอกได้ง่าย
2.ระยะทางจำกัด

2)สายโคแอกเชียล (Coaxial)  เป็นตัวกลางเชื่อมโยงที่มีลักษณะเช่นเดียวกับสายที่ต่อจากเสาอากาศของโทรทัศน์ สายโคแอกเชียลที่ใช้ทั่วไปมี 2 ชนิด คือ 50 โอห์ม ซึ่งใช้ส่งข้อมูลแบบดิจิตอล และ ชนิด 75 โอห์ม ซึ่งใช้ส่งข้อมูลสัญญาณอนาล็อก สายประกอบด้วยลวดทองแดงที่เป็นแกนหลักหนึ่งเส้นที่หุ้มด้วยด้วยฉนวนอีกชั้นหนึ่งเพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้ารั่ว จากนั้นจะหุ้มด้วยตัวนำซึ่งทำจากลวดทองแดงถักเป็นเปียเพื่อป้องกันการรวบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสัญญาณรวบกวนอื่นๆ ก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวนพลาสติก ลวดทองแดงที่ถักเป็นเปียนี้เองเป็นส่วนที่ทำให้สวยแบบนี้มีช่วงความถี่สัญญาณไฟฟ้าสามารถผ่านได้สูงมากและนิยมใช้เป็นช่องสื่อสารสัญญาณอนาล็อกเชื่อมโยงผ่านใต้ทะเลและใต้ดิน

ข้อดีและข้อเสียของสายโคแอกเชียล
ข้อดี
1.ราคาถูก
2.มีความยืดหยุ่นในการใช้งาน
3.ติดตั้งง่าย และมีน้ำหนักเบา
ข้อเสีย
1.ถูกรบกวนจากสัญญาณภายนอกได้ง่าย
2.ระยะทางจำกัด

3)สายใยแก้วนำแสง (Fiber Optic)  มีแกนกลางของสายซึ่งประกอบด้วยเส้นใยแก้วหรือพลาสติกขนาดเล็กหลายๆเส้นอยู่รวมกัน เส้นใยแต่ละเส้นมีขนาดเล็กเท่าเส้นผมภายในกลวง และเส้นใยเหล่านั้นได้รับการห่อหุ้มด้วยเส้นใยอีกชนิดหนึ่ง ก่อนจะหุ้มชั้นนอกสุดด้วยฉนวน การส่งข้อมูลผ่านสื่อกลางชนิดนี้จะแตกต่างจากชนิดอื่น ซึ่งใช้สัญญาณไฟฟ้าในการส่ง แต่การทำงานของสื่อกลางชนิดนี้จะใช้เลเซอร์วิ่งผ่านช่องกลวงของเส้นใยแต่ละเส้นและอาศัยหลักการหักเหของแสงโดยใช้ใยแก้วชั้นนอกเป็นกระจกสะท้อนแสง การให้แสงเคลื่อนที่ไปในท่อแก้วสามารถส่งข้อมูลด้วยอัตราความหนาแน่นของสัญญาณข้อมูลสูงมาก และไม่มีการก่อกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ปัจจุบันถ้าใช้เส้นใยนำแสงกับระบบอีเทอร์เน็ตจะใช้ได้ด้วยอัตราเร็วหลายร้อยเมกะบิต และเนื่องจากความสามารถในการส่งข้อมูลด้วยอัตราความหนาแน่นสูง ทำให้สามารถส่งข้อมูลทั้งตัวอักษร เสียง ภาพกราฟิก หรือวีดีทัศน์ได้ในเวลาเดียวกัน อีกทั้งยังมีความปลอดภัยในการส่งสูง แต่อย่างไรก็มีข้อเสียเนื่องจากการบิดงอสายสัญญาณจะทำให้เส้นใยหัก จึงไม่สามารถใช้สื่อกลางนี้ในการเดินทางตามมุมตึกได้ เส้นใยนำแสงมีลักษณะพิเศษที่ใช้สำหรับเชื่อมโยงแบบจุดไปจุด ดังนั้นจึงเหมาะที่จะใช้กับการเชื่อมโยงระหว่างอาคารกับอาคารหรือระหว่างเมืองกับเมือง เส้นใยนำแสงจึงถูกนำไปใช้เป็นสายแกนหลัก

ข้อดีข้อเสียของสายใยแก้วนำแสง
ข้อดี
1.ส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูง
2.ไม่มีการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า
3.ส่งข้อมูลได้ในปริมาณมาก
ข้อเสีย
1.มีราคาแพงกว่าสายส่งข้อมูลแบบสายคู่บิดเกลียวและโคแอกเชียล
2.ต้องใช้ความชำนาญในการติดตั้ง
3.มีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสูงกว่า สายคู่บิดเกลียวและโคแอกเชียล

2. สื่อกลางข้อมูลเเบบไร้สาย

สามารถแบ่งได้ดังนี้

1)สัญญาณไมโครเวฟ (Microwave) เป็นสื่อกลางในการสื่อสารที่มีความเร็วสูงในระดับกิกะเฮิรตซ์ (GHz) และความของคลื่นมีหน่วยเป็นไมโครเมตร จึงเรียกว่า “ไมโครเวฟ” การส่งข้อมูลโดยอาศัยสัญญาณไมโครเวฟเป็นสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในอากาศพร้อมกับข้อมูลที่ต้องการส่ง และต้องมีสถานที่ทำหน้าที่ส่งและรับข้อมูล เนื่องจากสัญญาณไมโครเวฟจะเดินทางเป็นเส้นตรงในระดับสายตา (Line of sight transmission) ไม่สามารถเลี้ยวหรือโค้งตามขอบโลกที่มีความโค้งได้ จึงต้องมีสถานีรับ-ส่งข้อมูลเป็นระยะๆ และส่งข้อมูลต่อกันเป็นทอดๆ ระหว่างสถานีต่อสถานีจนกว่าจะถึงสถานีปลายทาง หากลักษณะภูมิประเทศ มีภูเขาหรือตึกสูงบดบังคลื่น ก็จะทำให้ไม่สามารถส่งสัญญาณไปยังเป้าหมายได้ ดังนั้นจึงจำเป็นตั้งอยู่ในที่สูง เช่น ดาดฟ้า ตึกสูง หรือยอดดอยเพื่อหลีกเลี่ยงการชนเนื่องจากแนวการเดินทางที่เป็นเส้นตรงของสัญญาณ การส่งข้อมูลด้วยสื่อกลางชนิดนี้เหมาะกับการส่งข้อมูลในพื้นที่ห่างไกลมากๆ 

ข้อดีและข้อเสียของระบบไมโครเวฟ
ข้อดี
1.ใช้ในพื้นที่ซึ่งการเดินสายกระทำได้ไม่สะดวก
2.ราคาถูกกว่าสายใยแก้วนำแสงและดาวเทียม
3.ติดตั้งง่ายกว่าสายใยแก้วนำแสงและดาวเทียม
4.อัตราการส่งข้อมูลสูง
ข้อเสีย
สัญญาณจะถูกรบกวนได้ง่ายจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จากธรรมชาติ เช่น พายุ หรือฟ้าผ่า

2)ดาวเทียม (Satellite) พัฒนาขึ้นมาเพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดของสถานีรับ-ส่งไมโครเวฟบนผิวโลก วัตถุประสงค์ในการสร้างดาวเทียมเพื่อเป็นสถานีรับ-ส่งสัญญาณไมโครเวฟบนอวกาศและทวนสัญญาณในแนวโคจรของโลก ในการส่งสัญญาณดาวเทียมจะต้องมีสถานีภาคพื้นดินคอยทำหน้าที่รับและส่งสัญญาณขึ้นไปบนดาวเทียม ที่โคจรอยู่สูงจากพื้นโลก 22,300 ไมล์ โดยดาวเทียมเหล่านั้นจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่เท่ากับการหมุนของโลก จึงเสมือนกับดาวเทียมนั้นนิ่งอยู่กับที่ขณะที่โลกหมุนรอบตัวเอง ทำให้การส่งสัญญาณไมโครเวฟจากสถานีหนึ่งขึ้นไปบนดาวเทียมและการกระจายสัญญาณจากดาวเทียมลงมายังสถานีตามจุดต่างๆ บนผิวโลกเป็นไปอย่างแม่นยำ เราสามารถส่งดาวเทียมชนิด Geostationary ซึ่งหมุนโคจรด้วยความเร็วเท่ากับโลก โดยนำขึ้นไปโคจรเหนือผิวโลกเพียง 3 ดวง ก็สามารถครอบคลุมการสื่อสารได้ทั่วโลก ดาวเทียมดวงหนึ่งส่งสัญญาณในบริเวณกว้างเท่ากับ 1 ใน 3 ของโลก (120 องศา) ดังนั้นดาวเทียมเพียง 3 ดวงก็คลอบคลุมบริเวณพื้นโลกได้ทั้งหมด (360 องศา) ดาวเทียมสามารถโคจรอยู่ได้โดยอาศัยพลังงานแสงอาทิตย์ โดยแผงโซลาร์ (Solar Cell) บนดาวเทียมจะรับพลังงานจากแสงอาทิตย์มาเปลี่ยนใช้งาน

ข้อดีและข้อเสียของระบบดาวเทียม
ข้อดี
1.ส่งสัญญาณครอบคลุมไปยังทุกจุดของโลกได้
2.ค่าใช้จ่ายในการให้บริการส่งข้อมูลของระบบดาวเทียมไม่ขึ้นอยู่กับระยะทางที่ห่างกันของสถานีพื้นดิน
ข้อเสีย
มีเวลาหน่วง (Delay Time) ในการส่งสัญญาณ 

3)อินฟราเรด (Infrared)  แสงอินฟราเรด เป็นคลื่นความถี่สั้น เป็นตัวกลางในการสื่อสารอีกแบบหนึ่งซึ่งมีลักษณะการทำงานคล้ายไมโครเวฟ เป็นแสงที่มีทิศทางในระดับสายตา ไม่สามารถทะลุผ่านวัตถุทึบแสงได้ นิยมใช้ในการติดต่อในระยะทางที่ใกล้ๆ การประยุกต์ใช้คลื่นอินฟราเรดจะเป็นการประยุกต์ใช้ในการสื่อสารแบบไร้สาย  ในการควบคุมเครื่องมือ เครื่องใช้ไฟฟ้า โดยการส่งสัญญาณไปทาง LED (Light emitting diode)โดยตัวส่ง ( transmitter) หรือ laser diode และจะมีตัวรับ (receiver)และทำการเปลี่ยนข้อมูลให้กลับไปเป็นเหมือนข้อมูลเริ่มแรก
เทคโนโลยีอินฟราเรดมีความโดดเด่นเพราะกำลังได้รับการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางเช่น
-ระบบล็อครถยนต์  ที่กดปุ่มล้อครถอยู่ทุกวันก็ใชคลื่นอินฟราเรดนี่แหละ
-ระบบฉุกเฉิน
-การควบคุมภายในอาคาร หน้าต่าง ประตู ไฟฟ้า ผ้าม่าน เตียงนอน วิทยุ หูฟังแบบไร้สาย  โทรศัพท์แบบไร้สาย ประตูโรงรถ
-ระบบรักษาความปลอดภัยภายในอาคาร บ้านเรือน (Home security systems)
-เครื่องเล่น vcr,cd และทีวี

ข้อดีข้อเสียของคลื่นอินฟราเรด

ข้อดี1.ใช้พลังงานน้อย จึงนิยมใช้กับเครื่อง Laptops ,โทรศัพท์
2.แผงวงจรควบคุมราคาต่ำ เรียบง่ายและสามารถเชื่อมต่อกับระบบอื่นได้อย่างรวดเร็ว
3.มีความปลอดภัยในการเรื่องข้อมูลสูง ลักษณะการส่งคลื่นจะไม่รั่วไปที่เครื่องรับตัวอื่นในขณะที่ส่งสัญญาณ
4.กฎข้อห้ามระหว่างประเทศของ IrDA มีค่อนข้างน้อยสำหรับนักเดินทางทั่วโลก
5.คลื่นแทรกจากเครื่องใช้ไฟฟ้าใกล้เคียงมีน้อย
ข้อเสีย
1.เครื่องส่งและเครื่องรับต้องอยู่ในแนวเดียวกัน คือต้องเห็นว่าอยู่ในแนวเดียวกัน
2.คลื่นจะถูกกันโดยวัตถุทั่วไปได้ง่ายเช่น คน กำแพง ต้นไม้ ทำให้สื่อสารไม่ได้
3.ระยะทางการสื่อสารจะน้อย ประสิทธิภาพจะตกลงถ้าระยะทางมากขึ้น
4.สภาพอากาศ เช่นหมอก แสงอาทิตย์แรงๆ ฝนและมลภาวะมีผลต่อประสิทธิภาพการสื่อสาร
5.อัตราการส่งข้อมูลจะช้ากว่าแบบใช้สายไฟทั่วไป

4)บลูทูธ (BLUETOOTH)   เป็นระบบสื่อสารของอุปกรณ์อิเล็คโทรนิคแบบสองทาง ด้วยคลื่นวิทยุระยะสั้น (Short-Range Radio Links) โดยปราศจากการใช้สายเคเบิ้ล หรือ สายสัญญาณเชื่อมต่อ และไม่จำเป็นต้องใช้การเดินทางแบบเส้นตรงเหมือนกับอินฟราเรด ซึ่งเพิ่มความสะดวกมากกว่าการเชื่อมต่อแบบอินฟราเรด ที่ใช้ในการเชื่อมต่อระหว่างโทรศัพท์มือถือ กับอุปกรณ์ ในโทรศัพท์เคลื่อนที่รุ่นก่อนๆ ในการวิจัยไม่ได้มุ่งเฉพาะการส่งข้อมูลเพียงอย่างเดียว แต่ยังศึกษาถึงการส่งข้อมูลที่เป็นเสียง เพื่อใช้สำหรับ Headset บนโทรศัพท์มือถือด้วยBluetooth จะใช้สัญญาณวิทยุความถี่สูง 2.4 GHz. (กิ๊กกะเฮิร์ซ) แต่จะแยกย่อยออกไปตามแต่ละประเทศ อย่างในแถบยุโรปและอเมริกาจะใช้ช่วง 2.400-2.4835 GHz. แบ่งออกเป็น 79 ช่องสัญญาณ โดยหลักของบลูทูธจะถูกออกแบบมาเพื่อใช้กับอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็ก เนื่องจากใช้การขนส่งข้อมูลในจำนวนที่ไม่มาก เช่น ไฟล์ภาพ, เสียง, แอพพลิเคชั่นต่างๆ และสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่าย หากอยู่ในระยะที่กำหนด (ประมาณ 5-10 เมตร) นอกจากนี้ยังใช้พลังงานต่ำ กินไฟน้อย และสามารถใช้งานได้นาน โดยไม่ต้องนำไปชาร์จไฟบ่อยๆ ด้วยละจะใช้ช่องสัญญาณที่แบ่งนี้ เพื่อส่งข้อมูลสลับช่องไปมา 1,600 ครั้งต่อ 1 วินาที ส่วนที่ญี่ปุ่นจะใช้ความถี่ 2.402 ถึง 2.480 GHz. แบ่งออกเป็น 23 ช่อง ระยะทำการของ Bluetooth จะอยู่ที่ 5-10 เมตร โดยมีระบบป้องกันโดยใช้การป้อนรหัสก่อนการเชื่อมต่อ และ ป้องกันการดักสัญญาณระหว่างสื่อสาร โดยระบบจะสลับช่องสัญญาณไปมา จะมีความสามารถในการเลือกเปลี่ยนความถี่ที่ใช้ในการติดต่อเองอัตโนมัติ โดยที่ไม่จำเป็นต้องเรียงตามหมายเลขช่อง ทำให้การดักฟังหรือลักลอบขโมยข้อมูลทำได้ยากขึ้น ความสามารถการส่งถ่ายข้อมูลของ Bluetooth จะอยู่ที่ 1 Mbps (1 เมกกะบิตต่อวินาที)

ข้อดีข้อเสียของบลูทูธ
ข้อดี

1.คลื่นความถี่สามารถส่งผ่านวัตถุหรือสิ่งกีด ขวางได้
2.สามารถเชื่อมโยงเป็นเครือข่ายขนาดเล็ก ได้
3.สามารถสื่อสารข้อมูลได้หลายรูปแบบ เช่น ข้อความ เสียง และสื่อประสม
4.ต้นทุนอุปกรณ์มีราคาไม่แพง
ข้อเสีย
1.ความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลจะลดลงเมื่อมีการเชื่อมต่อกันหลายๆจุด

2.เหมาะสมกับการสื่อสารในระยะทางใกล้ๆ

3.ปัญหาเรื่องการชนกันของข้อมูล กรณีสื่อสาร ผ่านอุปกรณ์หลายๆ อุปกรณ์